Интроны и ретровирусы
"Мусорные" элементы, или некодирующие либо же не играющие важной роли последовательности в ДНК (интроны) наших клеток занимают около 95-99%, поскольку мы, в отличие, например, от бактерий, их не вырезаем. Это в основном:
- Немобильные элементы
- Автономные ретротранспозоны
- Неавтономные ретротранспозоны
- Эндогенные ретровирусы
- ДНК-транспозоны
Что это значит? Транспозон (в переводе "меняющий расположение") - участок ДНК, который может некими способами двигаться по цепи молекулы. Таких из относящихся к ретровирусам в нашем геноме 21%.
Ретровирусы - семейство вирусов, которых характеризует использование цепи РНК как носителя информации (что говорит об их древности, поскольку ДНК появилась далеко не сразу). Они обладают любопытным механизмом: чтобы поразить клетку, сначала внутри вирусной частицы активируется фермент ревертаза, который выстраивает ДНК на матрице РНК, а затем та ДНК дублируется, образуя двухцепочечную.
По одной из гипотез, они как раз и происходят от ретротранспозонов, или же наоборот.
Во всяком случае, эндогенные ретровирусы - те, кто заражал древние организмы много тысяч лет назад, и так получилось, что участки геномов вирусов встроились в геномы своих хозяев, но не размножаются. У человека подобных тоже немало. Обычно они заблокированы, но в этой статье пойдет речь об их "освобождении" путем заражения (19).
HERV-W и его оболочка
Это один из ретровирусов, навсегда поселившихся в человеке. Его гены, помимо прочего, кодируют белок оболочки вириона в клетках крови, и при "сбоях" это может вызывать различные патологии. Оказалось, что присутствие в среде спайкового белка (19) как-то может взять и активировать HERV-W!
Исследователи добавили тримерный белок в препарат культивированных заранее клеток крови из пациента с этой болезнью. Наблюдалась немедленная и массивная активация РНК, связанной с синтезом белка оболочки HERV-W. Концентрация его была очень высокой в крови, слизистой носа и центральной нервной системе.
Но какой именно HERV-W? Более 1 процента наших генов есть остатки его участков, а во всем геноме человека вместе взятом существует 13 локусов, где полноценно кодируется ген оболочки. Причем один из них, с хромосомного участка 7q21.2, имеет механизм рамки считывания для синтицина-1, важного белка из плаценты.
Сейчас крайне важо выяснить, каким же именно образом происходит столь странное явление.
PEG10, ARC1 и прочие пришельцы, и как их использовать
Исследователи недавно узнали, что ретровирусоподобный белок "PEG10" секретирует свою собственную РНК во внеклеточных защитных капсулах, похожих на вирусные капсиды. Это очень похоже на поведение белка ARC1, который имеет решающее значение при развитии памяти в синапсах.
Невероятно, но исследователи уже на пути к псевдотипированию этих вирусоподобных частиц с помощью фузогенов, чтобы создать эндогенный вектор для доставки функциональных грузов мРНК в качестве генной терапии. Ясно, что некоторая осторожность в этих делах оправдана.
